生態(tài)環(huán)境與人類健康

1、環(huán)境與健康關(guān)系研究方法 -2,環(huán)境毒理學(xué),,研究內(nèi)容和主要任務(wù),對未知毒性效應(yīng)的化合物或環(huán)境因素，研究其毒作用大小、蓄積性、作用的靶器官和組織等基本毒理學(xué)特征，以及對其致畸、致癌、致突變性作出評價；對特定的環(huán)境污染物或因素，研究其劑量－反應(yīng)關(guān)系，為衛(wèi)生基準(zhǔn)的制定及環(huán)境危險度評價提供依據(jù)；毒作用機制研究，探索環(huán)境污染物或因素在機體反應(yīng)中出現(xiàn)的特異、敏感的測試指標(biāo)，即生物標(biāo)志，為環(huán)境流行病學(xué)調(diào)查提供新的手段；對已造成健康危害，并通過

2、環(huán)境流行病學(xué)調(diào)查提出的可疑致病因素，建立動物模型予以證實，確定病因；應(yīng)用于環(huán)境生物監(jiān)測。,環(huán)境化學(xué)物的體內(nèi)過程,,一、環(huán)境污染物的吸收,1. 消化道：水與食物中的有害物質(zhì)主要經(jīng)小腸吸收，脂溶性物質(zhì)較快擴散方式為主，也可經(jīng)載體可在腸肝循環(huán)過程中反復(fù)被吸收消化道內(nèi)酶和菌群的生物轉(zhuǎn)化胃腸道內(nèi)容物多少、排空時間、蠕動狀況,肺泡總表觀面積大，壁薄， 毛細(xì)血管豐富：吸收迅速，僅次于靜脈注射不經(jīng)肝，直接進(jìn)入大循環(huán)進(jìn)入部位越深，擴散面積

3、越大，停留時間越長，機體的吸收量越大。肺泡/血液濃度(分壓)差大，吸收快血/氣分配系數(shù)大，易吸收入血顆粒大小、分散度、溶解度活動強度、肺通氣量環(huán)境氣象因素,特點,影響因素,,2. 呼吸道：氣體、蒸汽、氣溶膠、顆粒物,,3. 皮膚吸收一般而言，經(jīng)皮膚吸收較為困難；高脂溶性物質(zhì)，如殺蟲劑等。,其它,毒理學(xué)實驗中有時采用腹腔、皮下、肌肉和靜脈注射進(jìn)行染毒。,,環(huán)境污染物在體內(nèi)的分布（distribution),分布：環(huán)境污染物

4、通過吸收后，隨血液和淋巴液 分散到全身各組織的過程分布不均勻器官或組織血流量大，灌注速率高，如肝臟化學(xué)物與器官親和力：90%鉛鹽沉積在骨骼屏障作用(血腦、胎盤、血眼、血睪)：甲基汞易通過血腦和胎盤屏障,（二）貯存（Storage）,一方面通過減少到達(dá)作用部位的毒物量，對急性中毒有保護作用；另一方面又為體內(nèi)提供毒物來源，具有潛在危害。靶部位：污染物在其貯存部位就是毒物直接作用部位，

5、該部位稱為靶部位，即靶組織或靶器官。如甲基汞積聚于腦，百草枯積聚于肺引起病變。,貯存庫 有的部位化學(xué)物含量雖高，但未顯示中毒效應(yīng)。這些部位稱為貯存庫(Storage depot)。如鉛在骨骼積蓄，但主要損傷軟組織。 ——血漿蛋白(白蛋白為主)是暫時貯存庫 ——肝、腎、脂肪組織是多數(shù)污染物的貯存庫 蓄積

6、——物質(zhì)蓄積：進(jìn)入機體的污染物或其代謝產(chǎn)物，不能完全排出而逐漸蓄積于體內(nèi) ——功能蓄積：毒物進(jìn)入體內(nèi)后，用現(xiàn)代檢測技術(shù)不能發(fā)現(xiàn)其在體內(nèi)有明顯貯留，但由該物質(zhì)引起的功能改變卻逐漸累積，導(dǎo)致機體對該毒物的反應(yīng)性增強,(三)環(huán)境污染物在體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)化,Biotransformation,生物轉(zhuǎn)化：進(jìn)入機體的環(huán)境化學(xué)物，在生物體內(nèi)經(jīng)過一系列的生物化學(xué)變化并形成其衍生物的過程。其所形成的衍生物稱為代謝物。,,生物轉(zhuǎn)化主要在肝進(jìn)行

7、。腎、胃、胃腸道、胎盤、皮膚等組織器官也有一定的生物轉(zhuǎn)化能力。腸道菌群在某些環(huán)境污染物的生物轉(zhuǎn)化過程中起著重要的作用。各組織器官的生物轉(zhuǎn)化酶在細(xì)胞內(nèi)主要分布于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（微粒體）或胞質(zhì)中，在線粒體、細(xì)胞核以及溶酶體中的分布較少。,生物轉(zhuǎn)化主要包括氧化、還原、水解和結(jié)合四種反應(yīng)類型。前三類統(tǒng)稱為I相反應(yīng)，結(jié)合稱為II相反應(yīng)。通過I相反應(yīng)，化學(xué)物分子上出現(xiàn)一個極性反應(yīng)基團，可使其易溶于水，并可進(jìn)行II相反應(yīng)。,I相反應(yīng),氧化反應(yīng)：細(xì)胞

8、色素P450酶，是最重要的代謝酶。體內(nèi)約80％的化學(xué)物代謝反應(yīng)與其有關(guān)。局限于微粒體內(nèi)；肝臟的P450活性非常高，其它臟器的活性僅為其1/5~1/30;有許多分子類型；氧化脂溶性底物；專一性極低。黃素單加氧酶、前列腺素H合成酶、醇脫氫酶、醛脫氫酶…,第二階段反應(yīng)(II相反應(yīng))：結(jié)合反應(yīng),II相結(jié)合反應(yīng)（Conjugative reaction）,II相反應(yīng)生成易于從體內(nèi)排泄的水溶性結(jié)合產(chǎn)物。是外源物與內(nèi)源物結(jié)合的過程。

9、結(jié)合反應(yīng)主要在肝臟進(jìn)行，其次是腎，在肺、腦、腸、脾中也可進(jìn)行。,生物活化作用(bioactivation) 經(jīng)過生物轉(zhuǎn)化，環(huán)境污染物毒物增強 如對硫磷，樂果；苯并(a)芘、芳香胺,生物解毒作用(detoxication) 經(jīng)過體內(nèi)的轉(zhuǎn)化，環(huán)境污染物毒性降低 如大多數(shù)毒物,影響生物轉(zhuǎn)化的因素,個體差異與基因多態(tài)性代謝酶的抑制和誘導(dǎo)營養(yǎng)狀況年齡、性別,(四)環(huán)境污染物的排泄,

10、經(jīng)腎隨尿排出：主要途徑,污染物或其代謝物,腎小球被動過濾,腎小管,,,解離、水溶性,未解離、脂溶性,,被動,擴散,尿,,重吸收入血,,不易排除,,,,,,經(jīng)肝、膽通過腸道隨糞便排出,肝臟生物轉(zhuǎn)化代謝物,,肝細(xì)胞,,膽 汁,,腸 道,,隨糞排出,腸肝循環(huán),,脂溶性高,經(jīng)呼吸道排出 氣態(tài)或揮發(fā)性物質(zhì)(CO、SO2、HS、C4H6)可經(jīng)肺呼出以下因素可加速排出——血中溶解度低——肺泡分壓?。阂浦量諝庑迈r

11、環(huán)境——肺通氣量大,其他 毛發(fā)、唾液、乳汁、月經(jīng)生物監(jiān)測指標(biāo)(生物標(biāo)記物) 血液、尿液、呼出氣、毛發(fā)及脂肪組織等生物樣品中某些化學(xué)物或其代謝產(chǎn)物的含量，可作為評價體內(nèi)該化學(xué)物量的生物檢測指標(biāo)。,自學(xué)如下內(nèi)容：,一般毒性的研究方法遺傳毒理試驗方法致癌性和致畸性測試,環(huán)境生物監(jiān)測,傳統(tǒng)物理、化學(xué)檢測方法提供環(huán)境是否受到污染及污染水平數(shù)據(jù)，只能為該污染物對人群和生態(tài)健康影響的可能性作出間接判斷。生物檢測能夠迅

12、速反映出污染物是否能對生物體產(chǎn)生影響。污染物種類多，單一化學(xué)檢測難以反映總體的污染水平造成的聯(lián)合作用?，F(xiàn)場生物監(jiān)測、環(huán)境樣品的生物監(jiān)測,健康危險度評價（Health Risk Assessment, HRA),,定義,收集和利用科學(xué)可靠、設(shè)計合理的毒理學(xué)、流行病學(xué)及其他實驗研究的最新成果，遵循一定的評價準(zhǔn)則和日趨完善的技術(shù)路線，對某種環(huán)境有害因素造成暴露人群的不良健康效應(yīng)進(jìn)行綜合定性與定量分析和評價，并在環(huán)境管理和決策中應(yīng)用的過程

13、。,主要特點,健康保護觀念的改變。安全是相對的、只能逐步控制污染。環(huán)境污染對人體健康的影響定量化。,四個層次,危險度評價 (risk assessment)危險度感知 (risk perception): 公眾對客觀存在的危險度的認(rèn)知及在整個過程中，人們對化學(xué)品的危險感知可對決策者進(jìn)行危險度管理的優(yōu)先選擇產(chǎn)生一定的影響。,,危險度交流 (risk communication)危險度評價的研究者、管理決策者與公眾之間對健康危

14、險度的評價結(jié)果及相應(yīng)采取的管理決策及時、深入和廣泛的相互交流、相互溝通的過程。危險度管理 (risk management)在危險度評價的基礎(chǔ)上，結(jié)合公共衛(wèi)生、保健、政治、經(jīng)濟及技術(shù)可行性等方面，分析與權(quán)衡評價的結(jié)果，從而作出管理決策的過程。,幾個基本術(shù)語,毒性 (toxicity): 外環(huán)境物質(zhì)（理化生）對機體產(chǎn)生有害健康效應(yīng)或引起機體損傷的能力。危害 (hazard): 定性名詞。指環(huán)境因素可能對人群健康具有的不良效益。

15、危險度 (risk): 定量名詞?；蚍Q風(fēng)險。指在特定暴露條件下，預(yù)期人群終身接觸某環(huán)境因素條件下可能出現(xiàn)不良效應(yīng)、疾病或死亡的概率。,,安全性 (safety): 理論上，指無危險度或危險度已達(dá)到可以忽略的程度。實際上，對安全性很難給與準(zhǔn)確定義，也很難進(jìn)行定量評估。近年危險度評價有逐漸代替安全性評價的趨勢。不確定性 (uncertainty): 不確定性與危險度（風(fēng)險）永遠(yuǎn)是同時存在的。指在危險度評價過程中，存在著人類知識不足或欠

16、缺之處。,,不確定性系數(shù) (uncertainty factor, UF)：即安全系數(shù) (safety factor, SF)。是危險度評價中計算參考劑量的一種參數(shù)。在定量外推過程中，由于種間差異以及種內(nèi)差異可能出現(xiàn)誤差的一種修正。目的是防治低估對人體健康危害，最大限度地保護人群健康。,,未觀察到有害效應(yīng)的劑量水平(no observed adverse effect level, NOAEL)：最大無作用劑量。通過實驗或觀察，在一定暴

17、露條件下，對個體或人群未檢出形態(tài)、功能、生長、發(fā)育或壽命等方面有害變化的最高劑量。,,觀察到有害作用的最低劑量水平(lowest-observed-adverse-effect level, LOAEL): 通過實驗或觀察，在機體內(nèi)引起與正常機能相區(qū)別的任何形態(tài)、功能、生長、發(fā)育或壽命等方面變化的最低劑量。這種區(qū)別兼有統(tǒng)計學(xué)顯著性及生物學(xué)意義。,,參考劑量(reference dose, RfD)或稱可接受每日攝入量 (acceptab

18、le daily intake, ADI)。是一種日平均劑量的估計值。預(yù)期人群終身暴露于該水平時，發(fā)生有害效應(yīng)的危險度很低、或?qū)嶋H上不可檢出。,,有閾化合物(threshold toxicant)，已知或假設(shè)，在一定暴露劑量以下，對動物或人不發(fā)生有害作用的毒物，多為非致癌物，也包括非遺傳毒性的致癌物。無閾化合物(non-threshold toxicant)，已知或假設(shè)，在大于零的任何劑量暴露下，動物或人均能發(fā)生有害反應(yīng)的化合物，主

19、要為有遺傳毒性的致癌物。,,可接受危險度 (acceptable risk) 為社會公認(rèn)并能為公眾接受的不良健康效應(yīng)的危險度概率，通常為10－6。因時間、地點、條件及公眾接受能力而不同。綜合危險度信息庫 (Integrated Risk Information System, IRIS)美國環(huán)保局環(huán)境化學(xué)物危險度評價的主要信息庫。內(nèi)有危害鑒定及劑量－反應(yīng)評價中的重要參數(shù)。,HRA的基本內(nèi)容和方法,四步評價法：

20、 定量評價（核心）危害鑒定 暴露評價 劑量-反應(yīng)關(guān)系評定 是否有健康危害 暴露水平 危險度特征分析 有害效應(yīng)特征 人群特征